国内外农村污水处理设施建设运营现状与思考

更新时间:2020-08-13 10:12:00

0 引言 

随着农村建设事业的蓬勃发展, 农村环境污染 形势日益严峻, 有效解决农村环境污染问题已经成 为十分迫切的工作任务。当前,在社会主义新农村建 设中,农村生活污水治理还处于摸索阶段,这已经成 为制约新农村可持续发展的重要瓶颈之一。 由于农 村地区经济落后,技术管理水平相对较低,因此不适 宜直接套用城市污水治理模式。 尽管新农村污水处 理示范工程已经在上海、北京、江苏、山东等省市一 些比较发达的农村地区进行了建设, 并取得了显著 的成绩,但仍存在污水收集处理设施覆盖率低,建设资金不足和运营管理困难等问题亟待解决。因此,总 结国内农村污水处理设施现状和发展瓶颈, 借鉴国 外农村污水处理经验教训,提出解决问题的对策,对 推动国内农村污水处理设施发展很有必要。

1 国内农村污水处理现状

目前, 国内农村污水设施建设及运营维护属于 普遍性难题。公开报告显示,北京市农村污水处理设 施存在普遍闲置、停运等情况[1],分析原因发现,工艺 技术路线不合理是造成闲置的主要原因: 机械地采 用集中处理工艺, 盲目追求高标准的再生水水质指 标,广泛采用成本较高的 MBR 等工艺设备,敷设超 长的污水管道系统,专业维护管理力量缺乏等等。

浙江省从 2003 年开始结合“千村示范、万村整 治”推广农村污水处理工程,到 2010 年底,全省开展 生活污水治理的行政村覆盖率达 45%。 从推广情况 看,虽然浙江农村生活污水的治理已取得很大进展,但依然存在一些问题与不足[2-4]。 浙江农村污水处理 工程的建设成本 95%由政府承担,其中,省级财政 负担 5%,市和县、乡镇级政府负担 90%以上,运营 费用同样全部由地方政府承担, 由于地方政府承担 了过度的责任,很难实现长效持续的发展。主要表现 在:①易示范、难推广,易建设、难运营;②无法形成 有效激励,长期效果难以保证。

江苏农村污水设施也面临一系列瓶颈, 苏南已 建的 99 个农村生活污水处理设施中,普遍存在以下 问题: ①农村污水处理设施的污水处理设计标准明 显过高, 太湖流域的农村生活污水实际产生量小于 150 L/(户·d),造成处理设施的设计污水量远高于实 际产生量,导致部分处理项目投资浪费现象严重;② 设施的建设费用过高,处理效果欠佳,且部分装置未 全面接入农户生活污水,无法持续正常运转;③农户 对农村生活污水处理缺乏理解与支持[5-8]。

综合全国其他省市,如山东省[9]、辽宁省[10]、云南 省[11]、湖北省[12]、河南省[13]等地的农村污水设施建设 和运营情况,可以得出以下结论:目前全国各地农村 污水设施普遍面临区域发展不平衡、资金投入不足、 设备设置不合理、管理力量缺乏、监督机制不完善等 问题,严重制约了农村污水处理事业的发展。具体表 现为: ①农村污水排放量的增加与农村污水处理设 施建设相对滞后之间的矛盾。随着农村经济发展,农 村生活用水量急剧增加, 生活污水的排放量也与日 俱增, 而农村地区现有的污水处理设施建设还不够 完善, 农村污水设施的处理能力远远达不到污水排 放量要求; ②农村相对分散的布局与污水集中处理 之间的矛盾。 受到地理位置、 村落布局等因素的制 约,污水收集管网缺失,类似城市污水的集中式规模 处理在农村地区具有很大的不适应性; ③管理人员 缺乏与专业化运营维护之间的矛盾。相比于城市,农 村地区经济发展水平相对较低,经济承受能力较差, 从而导致专业管理人员缺乏, 污水处理设施的运营 管理困难,处理效率低;④资金投入不足与建设运营 支出的矛盾。 当前不少农村地区自来水费收缴困难 且标准较低,污水处理费缺口大,加上街镇一级政府 财力有限,农村污水处理设施建设投入不足,长期稳 定运营缺少持续财力支持。

2 国外农村污水处理设施建设情况 

2.1 美国

早在 20 世纪 50 年代, 美国农村就开展了分散式污水处理系统的建设实践, 经过长期的发展已经 形成了比较完善的农村生活污水治理体系[14-15]。 目 前,美国 25%的居民家庭采用了该系统,污水处理 量约占美国废水总量的 10%,为美国农村水污染治 理和水环境质量改善发挥了重要作用。 生活污水主 要采用以土地处理为主的处理工艺或以生化、 过滤 为主的处理工艺,其中,土地紧张地区主要采用土地 处理与生化或过滤相结合的工艺。同时,为了加强对 分散式污水处理系统的运维管理, 有效指导各州和 地方开展分散式污水治理,2003 年美国环保局发布 了《分散式污水处理系统管理指南》,提出了 5 种运 行模式:业主自主模式,维护合同模式,运行许可模 式,集中运行模式,集中运营模式。 上述 5 种运营维 护模式根据项目所在地区的环境敏感度, 逐步增加 管理内容和提高管理程度, 并由政府根据不同模式 提供相应的配套资金和管理计划。美国城乡差别小, 农村污水治理的水平比较高, 但存在的问题也很明 显[16],包括:①分散污水治理过度地依赖传统的土地 系统,存在地下水污染风险;②业主自主管理缺乏专 业知识,不能做到防患于未然。

2.2 韩国 

韩国政府在农村水污染控制中发挥着主导作用 并且是投资的主体,韩国政府根据水环境保护要求, 逐步推进该项工作[17]。 针对农村所在地的水环境保 护重要程度, 将新建农村排水系统的顺序标准划分 为 5 个等级, 将改造已有农村下水道的顺序标准划 分为 8 个等级,并依此制定相应的建设计划。在污水 处理工艺方面,针对农村污水水质特点和水量,韩国 农村地区选择了多样的污水处理工艺, 按采用数量 多少排序分别为:生物法、高效组合工艺、深度处 理工艺、SBR 法、A/O 法和土地处理工艺,其中,生物 膜法以及以其为核心的高效组合工艺是韩国农村污 水处理工艺中的最常用工艺, 时下韩国比较流行一 种自然与生态相结合的 NEWS 处 理 工 艺(Natural and Ecological Wastewater treatment System), 化 粪 池-厌氧生物滤池-上下流人工湿地组合工艺对 N, P,COD 去除率在夏、冬 2 季分别可以达到 45.94%, 48.65%,98.47%和 27.93%,23.78%,86.45%,该工艺 运行效果好,维护简单,被认为是一种行之有效的农 村污水处理工艺[18]。 在建设方面,韩国政府是农村污 水设施最主要的财政支持者,在运维管理方面,则致 力于建立完善的民间专业组织, 同时加强和引导群 众参与的积极性。 韩国在农村污水设施方面也有不少教训[19]:由于设施选择没有因地制宜,专业管理人 员配备无法满足需要, 韩国的多数日处理规模小于 50 m3 的污水处理设施,水处理达标率较低。

2.3 日本

日本高度重视农村污水处理工作, 在许多中小 城市及农村地区,由于污水收集管道不健全,这些地 区并没有引进集中式污水处理系统, 而是采用了低 成本、高效率、分散式的污水净化槽和农村集落排水 设施。为了有效指导农村污水设施建造和运行,日本 政府专门颁布了《净化槽法》,建设省还专门公布了 有关净化槽的构造标准(1292 号公告),根据该标准, 可以根据处理人数、处理水质、处理效率选择标准处 理工艺, 这大大推动了农村污水处理设施的低成本 化研究与开发[20]。 日本农村污水治理由行政机关、用 户以及行业污水治理中介服务机构共同参与完成。 作为第三方的行业中介服务机构在农村污水设施运 营方面担任很重要的角色,但要求亦相当严格,如行 业机构需取得相应的资质, 从业人员需获取相应的 专业证书等。 日本在农村污水处理方面也有很深刻 的教训[21-22]:农村污水治理早期以单独粪便污水为处 理对象、以化粪池处理为主,后期污水合并处理工作 并不顺利,由于改造费用中家庭负担部分过重,占总 费用的 60%,导致改造工程进展缓慢,这也从侧面 表明如果仅仅为了保护外部环境, 个人和家庭支付 改造费用的意愿很有限。

2.4 欧盟部分国家 

在农村污水处理方面, 欧盟部分国家如意大利 则主要以集中式污水处理为主[23],意大利基础设施 完善, 政府依靠良好的公路网络体系在公路沿线铺 设管道集中接纳农村污水。 国家、大区、省政府和基 层政府分别负责国道、区道、省道和干线下的污水管 网建设和投资, 用户承担私有住宅到管网的支线建 设费用。 在运营维护方面,农村用户仅需按 30%城 镇居民污水处理费标准向政府支付污水处理费,对 不便接入排污管道的农村居民家庭通过建立家庭式 污水储存与净化池,并交由专业机构运营,保障农村 污水充分处理。

3 主要思考和建议 

从国外农村污水设施建设运营情况来看, 欧洲 等部分国家如意大利由于基础设施比较完善, 建立 了依托公路网络的农村污水收集处理系统, 实现了农村污水的集中处理;美国、韩国、日本部分农村分 散居住, 管网不健全, 则主要以分散式处理系统为 主。我国经济社会总体还处在发展阶段,考虑到建设 成本和后期运营维护费用, 建议结合不同农村地区 人口、用地、水环境等特征,按照因地制宜、经济高效 的原则合理选取农村污水处理方式: ①对于距离街 镇建成区较近的村庄, 可结合乡村路网建设敷设短 距离污水收集管道,就近接入街镇污水管网,将村庄 污水纳入街镇污水处理厂统一处理; ②对于村庄布 局规划中近期将迁并的村庄, 可选择分散式污水处 理方式作临时过渡处理, 处理方式包括小型人工湿 地、家庭沼气池、太阳能驱动污水处理装置[24]等;③ 对于地形地貌规整、居住相对集中、用地较为紧张的 规划保留村庄, 可结合农村环境整治工程同步完善 村庄道路污水收集管网, 建设村庄污水站等小型污 水处理设施进行集中处理;④对于地形地貌复杂、污 水不易集中收集的规划保留村庄, 可结合生态有机 农业基地等项目建设, 强化人畜禽粪便的资源化利 用, 采用土地处理等相对分散的处理方式分散处理 污水。

总结美国、韩国、日本、意大利等国家污水处理 模式及经验教训,可以看出,从宏观层面确定农村污 水设施建设运营的法律地位, 对于农村污水处理事 业发展具有极大的推动作用。具体到国内,在污水处 理工艺选择方面, 建议遴选一批低成本污水处理工 艺, 并由政府主导颁布适合该地区的农村污水处理 技术规范, 从工艺源头规范污水厂建设。 在运维方 面,考虑到我国南北地理环境和气候差异较大,建议 由地方政府部门有针对性地制定适合本地区实际的 污水处理设施运行管理指南,并根据工程规模、工艺 复杂性、项目所在地敏感程度等做好设施分类管理。 根据上述分类,分级引入志愿者、公益组织、市场化 运作公司等负责其运营, 具体费用可以由项目所在 地基层组织和相关单位市场化谈判确定, 政府给予 一定的补贴或税收优惠。